Skribu daŭrigon por ĉi tiu paragrafo - La 23an de septembro 2020, Fati estis oficiale promociita al la unua teamo. Kvar tagojn poste, en la unua matĉo de Barcelono de la sezono 2020<unk>21 La Liga
kaj la unua sub la nova ĉeftrejnisto Ronald Koeman, Fati gajnis kurtenon kaj devigis penalton en venko de 4 kontraŭ 0 kontraŭ Villarreal. Li denove trafis en la sekva matĉo, 3-0 for venko super Celta Vigo la 1an de oktobro. Liaj prezentoj kondukis al li esti nomita kiel La Liga Ludanto de la Monato por septembro 2020. La 20an de oktobro, li gajnis golon en 5-1 venko super Ferencváros en la Ĉampionligo, iĝante la unua ludanto, kiu gajnis pli ol unu golon en la konkurado antaŭ ol fariĝi 18. La 24an de oktobro, li gajnis golon en malvenko 1 kontraŭ 3 kontraŭ Real Madrido, por iĝi la plej juna golinto en El Clásico, en aĝo de 17 jaroj kaj 359 tagoj. La 7an de novembro, Fati suferis vundon de la genuo kontraŭ Real Betis kaj estis anstataŭigita en la duonhoro; testoj poste konfirmis, ke li ŝiris sian meniskon sur sia maldekstra genuo. Du tagojn poste li estis operaciita kaj la klubo sciigis, ke li estos ekstere dum ĉirkaŭ kvar monatoj.